一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置的製作方法
2023-10-04 16:57:59
專利名稱：一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種支撐裝置，具體應用於對筒體環向焊縫攪拌摩擦焊的支撐。
背景技術：
攪拌摩擦焊技術是近年來新興的一項固相連接技術，主要應用於鋁合金板材拼 接、型材成型、環向焊縫焊接等，可實現各種鋁合金等強度連接。因此，在鋁合金零件上得到 了廣泛應用。但攪拌摩擦焊技術所必備的三項技術包括攪拌頭結構、有效工藝參數及合理 的工裝結構。工裝結構的合理性直接影響到產品的焊接質量、生產效率、生產成本及勞動強 度，因此可以說攪拌摩擦焊的工裝結構同樣是牽制此項技術進一步發展的一項關鍵技術。 目前，鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊所採取的工裝結構主要有兩種，一種是單 點液壓支撐結構，另一種是整體剛性支撐結構。兩種支撐方案均存在自身的缺陷，主要表現 在單點液壓支撐結構工裝在攪拌摩擦焊過程中，筒體零件處於彈性支撐中，隨著焊接頂鍛 力的變化，單點液壓支撐隨之變化，且單點支撐接觸面積小，難於保證與攪拌頭位置對正， 直接影響產品的焊接質量，因此，目前對於單點液壓支撐結構應用較少。而整體剛性支撐結 構則是應用較為普遍的一種結構，焊接過程穩定可靠，由於筒體焊接時是整體剛性支撐，工 裝必須與筒體內表面貼合良好，否則影響焊接質量，為此工裝與產品間隙很小，但這樣導致 筒體與工裝的裝配及拆卸困難，工作效率很低，難於適應大批量生產需要。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支 撐裝置，它具有採用彈性錐套式結構，將剛性支撐環利用液壓方法撐開，以保證與筒體零件 內表面緊密貼合，產品焊接時具有足夠剛性，在筒體的外表面施加一定的鎖緊力，將筒體與 內表面支撐裝置完成貼合，通過外加的滾輪機構支撐焊接過程中所施加的焊接頂鍛力，滿 足筒體環向焊縫焊接要求的特點。 為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支 撐裝置，其特徵在於，包括外彈性錐套、壓緊錐套、連接件、內彈性套、液壓支撐機構和滾輪 支撐機構， 所述外彈性錐套外壁為包括錐形的結構，其內壁與工件外壁小間隙配合； 所述壓緊錐套的內壁與外彈性錐套外壁的錐度一致，壓緊錐套套在外彈性錐套
外，兩者間壓緊配合； 所述連接件用於連接外彈性錐套和壓緊錐套，能調節壓緊錐套與外彈性錐套配合 緊密程度； 所述內彈性套為開有錐形缺口的圓環形結構，內彈性套的外壁與工件內壁小間隙 配合，內彈性套的內壁上設置有液壓支撐機構定位塊； 所述液壓支撐機構包括液壓缸和錐形塊，所述錐形塊與液壓缸連接，在液壓缸的 作用下錐形塊的小頭端能夠擠壓內彈性套的錐形缺口位置，使內彈性套彈性變形脹緊與工件內壁貼合； 所述滾輪支撐機構與工件外徑接觸，用於支撐工件，包括滾輪和支撐架，所述滾輪 安裝在支撐架上，滾輪與所述外彈性錐套的外徑貼合。 對上述基礎結構的改進為，所述外彈性錐套的圓周上開有U形開口槽，可在外壓 作用下彈性變形直徑收縮。 對上述結構進一步的改進為，所述滾輪支撐機構還包括調節裝置，調節裝置包括 絲槓和支座，所述支座水平方向設置有滑軌，所述絲槓與支撐架連接，支撐架上設置有滑 塊，滑塊位於所述滑軌上，通過調節絲槓帶動支撐架在滑軌上運動。 本實用新型的優點在於 1.在單點液壓支撐與整體剛性支撐的基礎上，利用單點液壓支撐實現整體剛性支 撐採用彈性錐套式結構，將剛性支撐環利用液壓裝置撐開，以保證與筒體零件內表面緊密 貼合，同時在筒體的外表面施加一定的鎖緊力，將筒體與內表面支撐裝置完成貼合，保證產 品焊接時具有足夠的剛性，通過外加的滾輪機構支撐焊接過程中所施加的焊接頂鍛力，從 而滿足筒體環向焊縫焊接要求，保證焊縫質量穩定。解決了現有技術中採用單點液壓支撐 結構時，難於保證與攪拌頭位置對正，直接影響產品的焊接質量，筒體零件的焊接存在不穩 定性的問題。 2.也正由於本實用新型採用彈性錐套式結構，將剛性支撐環利用液壓裝置撐開， 取代現有技術中整體剛性支撐結構，使得裝置質量輕巧，並且易於拆裝。解決了現有技術中 採用整體剛性結構時，工裝笨重、筒體裝拆困難的問題。從而提高了生產效率，降低了生產 成本及勞動強度。 3.利用調節裝置調節滾輪支撐機構，使得滾輪間距能夠根據所需加工的筒體外徑 進行調節，易於操作。 4.本實用新型能夠被應用於國內航空、航天系統攪拌摩擦焊在大厚度、大直徑鋁 合金筒體成形方面，為降低生產成本方面提供了一種有效的方法。 本實用新型加工工藝性好，結構簡單、成本較低，便於人工操作，實用性強、使用效 果好，為後續類似產品的焊接提供了借鑑，利於推廣應用。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。
圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型結構示意圖。
圖3為現有技術中單點液壓支撐結構示意圖。 圖4為現有技術中單點液壓支撐結構工作示意圖。 圖5為現有技術中整體剛性支撐結構示意圖。 其中，1-工件，2-外彈性錐套，3-壓緊錐套，4-連接件，5-內彈性套，6_錐形塊， 7-液壓缸，8_定位塊，9_滾輪，10-支撐架，11-絲槓，12-支座，13-主動盤，14-從動盤， 15-承力銷，16-連接件，17-承力軸，18-輔助輪，19-主輪，20-過渡盤1，21-過渡盤II。
具體實施方式
首先，參照圖l所示的本實用新型結構示意圖和圖2所示的本實用新型結構示意
圖，將本實用新型的各組成部件按所需焊接的筒體型號結構進行加工、裝配 將錐形塊6的大頭與液壓缸7的頂端連接固定，組成液壓支撐機構，固定在內彈性 套5內，並一起裝配到焊接夾具上，再套上工件l。內彈性套5為開有錐形缺口的圓環形結 構，其外壁與工件1的內壁小間隙配合，內彈性套5的內壁上設置將液壓支撐機構定位的定 位塊。在液壓缸7的作用下，錐形塊6的小頭端能夠擠壓內彈性套5的錐形缺口位置，使內 彈性套5彈性變形脹緊與工件1的內壁貼合。 在工件1的外壁上分別裝上外彈性錐套2和壓緊錐套3，通過連接件4將外彈性錐 套2和壓緊錐套3壓在一起，外彈性錐套2的外壁為包括錐形的結構，其內壁與工件外壁小 間隙配合，外彈性錐套的圓周上開有U形開口槽；壓緊錐套3的內壁與外彈性錐套2外壁的 錐度一致，壓緊錐套3套在外彈性錐套外，兩者間通過連接件4壓緊配合，並利用連接件4 調節壓緊錐套3與外彈性錐套2配合的緊密程度，使外彈性錐套2緊緊壓在工件1外表面。 裝配滾輪支撐機構將滾輪9裝配到支撐架IO上，支撐架IO與調節裝置的支座11 連接，為了實現通過調節裝置對滾輪間距的條件，可以將其中一邊的滾輪9固定在支座11 上，另一邊的滾輪9通過支撐架IO與絲槓ll連接，支撐架10的下端安裝滑塊，在支座11 上設置滑道，通過旋轉絲槓11使與絲槓11連接的支撐架10帶動與之連接的滾輪9通過滑 塊在滑軌上運行，調節兩邊滾輪之間的間距。也可以將兩邊滾輪9連接的支撐架IO都安裝 在絲槓11上，絲槓11上的旋絲方向相對，當選裝絲槓11時就能夠使兩邊的支撐架10做相 向或背向運動，從而調節兩邊滾輪9的間距。利用裝配好的滾輪支撐機構對工件1進行支 撐，保證滾輪9與外彈性錐套2的外徑貼合。 頂起液壓支撐機構上的錐形塊6，將內彈性套5緊緊貼合到工件1內壁，固定好工 件l後，按工藝要求進行鋁合金筒體的環向焊縫焊接。經過試生產後，得出了其焊接過程的 穩定性，焊縫質量的可靠性，應用情況較好。 鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置應用後，一方面鋁合金筒體的加工餘量 得到了控制，其內、外表面的加工餘量由原單點液壓結構工裝時的3mm降低至現在的lmm， 較大的節省原材料成本及後續產品的機械加工成本，同時提高了鋁合金筒體焊接質量的穩 定性，可有效保證型號產品攪拌摩擦焊100%合格，另一方面較整體剛性支撐工裝重量上得 到了有效的減少，從原整體剛性支撐結構的1200Kg降低到了現有的不足300Kg，有效降低 了操作難度及勞動強度，同時有效提高了工裝及鋁合金筒體的裝配時間，提高了生產效率、 降低了生產成本。 最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術方案而非限 制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精 神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置，其特徵在於，包括外彈性錐套、壓緊錐套、連接件、內彈性套、液壓支撐機構和滾輪支撐機構，所述外彈性錐套外壁為包括錐形的結構，其內壁與工件外壁小間隙配合；所述壓緊錐套的內壁與外彈性錐套外壁的錐度一致，壓緊錐套套在外彈性錐套外，兩者間壓緊配合；所述連接件用於連接外彈性錐套和壓緊錐套，能調節壓緊錐套與外彈性錐套配合緊密程度；所述內彈性套為開有錐形缺口的圓環形結構，內彈性套的外壁與工件內壁小間隙配合，內彈性套的內壁上設置有液壓支撐機構定位塊；所述液壓支撐機構包括液壓缸和錐形塊，所述錐形塊與液壓缸連接，在液壓缸的作用下錐形塊的小頭端能夠擠壓內彈性套的錐形缺口位置，使內彈性套彈性變形脹緊與工件內壁貼合；所述滾輪支撐機構與工件外徑接觸，用於支撐工件，包括滾輪和支撐架，所述滾輪安裝在支撐架上，滾輪與所述外彈性錐套的外徑貼合。
2. 如權利要求1所述的一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置，其特徵在於， 所述外彈性錐套的圓周上開有U形開口槽，可在外壓作用下彈性變形直徑收縮。
3. 根據權利要求1或2所述的一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置，其特徵 在於，所述滾輪支撐機構還包括調節裝置，調節裝置包括絲槓和支座，所述支座水平方向設 置有滑軌，所述絲槓與支撐架連接，支撐架上設置有滑塊，滑塊位於所述滑軌上，通過調節 絲槓帶動支撐架在滑軌上運動。
專利摘要本實用新型涉及支撐裝置，公開了一種鋁合金筒體環向焊縫攪拌摩擦焊支撐裝置，包括外彈性錐套、壓緊錐套、連接件、內彈性套、液壓支撐機構和滾輪支撐機構，外彈性錐套與工件外壁小間隙配合；壓緊錐套套在外彈性錐套外，兩者間通過連接件調整壓緊程度；內彈性套外壁與工件內壁小間隙配合；液壓支撐機構能夠擠壓內彈性套使內彈性套彈性變形脹緊與工件貼合；滾輪支撐機構用於支撐工件。本實用新型採用彈性錐套式結構，將剛性支撐環利用液壓方法撐開，保證與筒體零件內表面緊密貼合，產品焊接時具有足夠剛性，在筒體外表面施加鎖緊力，將筒體與內表面支撐裝置完成貼合，通過外加的滾輪機構支撐焊接過程中所施加的焊接頂鍛力滿足筒體環向焊縫焊接要求。
文檔編號B23K20/12GK201529869SQ20092031061
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月17日 優先權日2009年9月17日
發明者喬鳳林, 餘書平, 唐眾民, 張振宇, 李昕, 聶緒勝, 鄢江武 申請人:國營紅陽機械廠